錳摻雜於氮化鋁鎵與氮化銦鎵太陽能電池之特性探討

Abstract

本論文主要是探討具錳摻雜氮化銦鎵、氮化鋁鎵主動層應用於太陽能電池之光電特性。利用穿透、X光繞射、電致螢光、太陽能參數等對太陽能電池元件進行材料品質與特性分析，並透過外部量子效應、雙雷射照光之電壓電流特性了解中間能帶吸收特性及載子傳遞機制。 (1)Mn-doped AlGaN:AM1 5G太陽光模擬量測下，光電流有顯著增加，推估為摻雜錳後形成中間能帶，因此材料可以額外吸收中間能帶與導、價電帶能量差值之光子，實驗會進一步透過雙光子外部量子效率、雙雷射照光I-V特性，觀察中間能帶太陽能電池的載子傳遞機制。 (2)Mn-doped InGaN:AM1 5G太陽光模擬量測下並無展現出中間能帶所提供之短路電流增幅特性，推測原因可能為氮化銦鎵材料摻雜錳後會使材料品質下降與串聯電阻提高，使得元件短路電流反而下降，光電轉換效率降低，另外從低溫電致螢光頻譜中可發現摻雜錳會造成銦聚集，推測原因為氮化銦鎵磊晶成長時，錳與銦有相互競爭之現象，而形成富銦區域(In-rich)，使得變溫電致螢光量測下發現有S-shape的現象，另外從變電流電致螢光也可發現隨著電流增大，其發光機制會逐漸由銦的侷限態變成價帶至導帶的載子躍遷所主導。實驗結果與分析將於本論文中詳加探討。

Date of Award	2015 Jul 30
Original language	Chinese
Supervisor	Jinn-Kong Sheu (Supervisor)